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ICP-MS 法测定6 种矿物类中药中微量元素含量*

2015-08-10黄群莲

云南中医学院学报 2015年6期
关键词:药典龙骨牡蛎

周 杰,黄群莲,胡 莲

(泸州医学院附属医院中药房,四川 泸州646000)

中药矿物药是中药富有特色的组成部分,在中医药临床中有着广泛应用,对于矿物类中药的质量标准研究在临床应用方面有着重要意义。目前通常以主要成分来控制矿物类中药的质量,而研究表明矿物药主要成分并不能完全表征活性成分,如分析纯的硫酸钠与芒硝以及分析纯的硫酸钙与石膏的作用不可等同[1-2],其药性、功效、安全性与其所含的微量元素种类和含量有着密切的关系[3],因此有必要对矿物类中药中的微量元素进行分析。

电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)是近年来发展迅速的一项技术,具有灵敏度高、准确性好、精密度高、检出限低、线性范围宽、易于同时进行多元素分析等优点[4]。《中国药典》2010 年版[5]采用ICP-MS技术,测定了枸杞子、山楂、党参等中药材中砷、汞、铅、镉、铜5 种重金属含量,但关于ICP-MS 用于矿物质中药的含量测定还研究较少。本研究选用微波消解-ICP-MS 法对生龙骨、煅龙骨、生牡蛎、煅牡蛎、生石膏、滑石6 种常见矿物类中药材(共来自4个产地)进行了微量元素测定,建立了相应元素的检测方法,并对生煅龙骨、生煅牡蛎的微量元素含量进行了对比分析,为这6 种矿物类中药的质量控制和临床上的安全用药提供了科学依据。

1 仪器与试药

1.1 仪器

ELAN DRC-e ICP-MS(美国珀金埃尔默有限公司);Milli-Q 纯水处理系统(美国MILLIPORE公司);Mars 6 微波消解仪(美国CEM 公司);BP210S 型电子分析天平(北京赛多利斯科学仪器有限公司)。

1.2 样品来源

生龙骨、煅龙骨、生牡蛎、煅牡蛎、生石膏、滑石6 种矿物类中药材,共来自4 个产地共24 个样品,经泸州医学院张春副教授鉴定。

1.3 试剂和标准溶液

浓硝酸(优级纯,西陇化工股份有限公司)、30%过氧化氢(优级纯,成都市科龙化工试剂厂)、超纯水(电阻率18.2 MΩ·cm-1);Pb、Mn、Cd、Cu、Cr、Zn、Ni 标准溶液(国家标准物质研究中心,100μg·mL-1);调谐液为Mg、Cu、Rh、Cd、In、Ba、Ce、Pb、U 标准溶液(美国珀金埃尔默有限公司,浓度均为10μg·L-1)。

2 方法与结果

2.1 ICP-MS 测定工作条件

射频功率1 100 W;冷却气流速15.00 L·min-1;辅助气流速1.20 L·min-1;雾化气流速0.84 L·min-1;离子透镜电压为0.78 eV;采样深度7.8 mm;采样锥孔径1.0 mm;截取锥孔径0.7 mm;样品提升速率0.4 mL·min-1;雾化室温度2 ℃。

2.2 微波消解条件

见表1。

表1 微波消解条件

2.3 标准曲线的绘制

精密吸取各标准储备液,用2% HNO3稀释成如表2 所示的相应元素质量浓度的混合系列溶液:空白溶液为2% HNO3溶液。

2.4 供试品溶液的制备

取60℃下干燥4 h 的矿物质中药约0.3g,精密称定,置耐压耐高温微波消解罐中,分别加硝酸4 mL,过氧化氢4 mL。用微波消解仪按设定的消解程序进行消解反应,待消解完成后,将消解后的溶液定量转移至100 mL 聚四氟乙烯材料的量瓶中,少量水洗涤消解罐3 次,合并至量瓶中,用水稀释至刻度,混匀,即为待测样溶液,试剂空白按照同样的方法处理,待测液元素浓度超出曲线范围时,用水进行稀释,然后按ICP-MS 测定工作条件进行测定。

2.5 线性关系

7 种元素测定后绘制的标准曲线,线性关系良好,见表2。

表2 各元素的回归方程及相关系数

2.6 重复性试验

分别取生龙骨、煅龙骨、生牡蛎、煅牡蛎、生石膏、滑石6 个品种各一批的粉末0.3g,按2.4 项方法操作,平行试验5 份,计算RSD 为6.3%~8.9%.

2.7 精密度试验

取各元素低、中、高3 个浓度的标准溶液(Pb 1,10,20 μg·L-1;Mn 0.2,4,12 μg·L-1;Cd 0.1,0.4,0.8 μg·L-1;Cu 0.1,1,4 μg·L-1;Cr 0.1,5,15 μg·L-1;Zn 0.1,10,20μg·L-1;Ni 0.2,4,12μg·L-1)按实验方法配制后连续测定6 次,计算RSD 值。结果所有元素的RSD 值为0.21%~2.45%,表明仪器精密度良好。

2.8 加样回收率试验

另取各品种上述重复性试验用样品0.3g,每个品种各6 份,根据样品重复性试验中测定的各元素含量的数值,用这些数值的80%、100%、120%作为对照品添加量,每种添加量各2 份,精密加入相应的对照品溶液,照“2.4”项下方法进行样品消解处理,依据测定值与加入对照品的量计算加样回收率,回收率在89.3% ~107.6%,RSD<10.9%. 以煅龙骨为例,加样回收率结果见表3。

2.9 样品测定

在上述仪器条件下,采用ICP-MS 法,对不同产地的6 种矿物类中药中的微量元素进行含量测定,每份样品平行测定3 次,求平均值,结果如表4所示。

表3 7 种元素的加样回收率

分析结果显示,6 种矿物类中药均含有人体必需微量元素Mn 和Zn。Mn 参与许多酶的合成与激活,参与人体糖、脂肪代谢,催化造血机能,调节内分泌,提高免疫功能[6]。Zn 对促进机体生长发育、维持细胞功能、调节机体免疫具有重要作用[7]。生煅龙骨、生煅牡蛎、四川成都产的生石膏还含有Cu,Cu具有多种生理功能,在血红蛋白的生成和细胞的成熟过程中起促进作用,但铜摄入过量会引起低血压、吐血、黄疸等[8]。

6 种矿物质中药都含有一定量的有害重金属,如Pb、Cd、Cr、Ni。不同种类所含有的有害重金属的种类和含量均有区别,其中煅龙骨和龙骨含重金属成分最多、量最大,生石膏只含有Cr 和Ni。《中国药典》2010 年版规定了重金属的最高限量,其中要求Pb≤5.0 mg/kg,Cd≤0.3 mg/kg,Cu≤20.0 mg/kg,重金属总量要求≤20 mg/kg[5]。结果发现,所有样品中Pb、Cd、Cu 含量全部符合药典要求。由于滑石粉、生煅龙骨、生煅牡蛎均含有较大量的Mn,重金属总量>20 mg/kg,不符合药典要求。本实验测定的Ni 和Cr 的限量在药典中未见明确规定,参照GB 2762-2012《食品中污染物限量》,Ni≤1 mg/kg(参照油脂及其制品),Cr≤1 mg/kg(参照谷物及其制品)[9],滑石粉、生煅龙骨的Cr 含量超标;所有样品的Ni 含量均超标。矿物类中药一般聚集于土壤中,研究表明药材中所蓄积的重金属大部分都来源于土壤[10],这就造成了矿物类中药重金属超标的一大诱因。

龙骨经煅制后,微量元素含量均有不同程度的下降;牡蛎经煅制后,除Pb 和Mn 外,其他微量元素含量均有不同程度的上升;生龙骨和生牡蛎中Mn的含量均高于相应煅制品。研究发现肾阴不足与Mn 有关[11-12],中医认为肝阳上亢之证,可滋肾水以抑之,即“滋水涵木。”[13]因此治疗心神不宁、头晕目眩等肝阳上亢之证宜选用生龙骨、生牡蛎。

来源于不同厂家的矿物类中药存在一定差异,这反映出我国土壤环境和水质的差异性,因此有必要对矿物类的质量标准进行深入研究。

表4 6 种矿物类中药材微量元素测定结果

3 讨论

使用微波消解系统处理样品迅速、操作简便、安全性高,又克服了常规溶样方法带来的污染影响,是较为理想的样品处理方法。

从实验结果看,除生石膏外,其他5 种矿物质中药均含有较大量的Mn。高锰可引起动脉硬化、脑出血、心肌梗死。急性锰中毒主要引起急性腐蚀性胃肠炎或刺激性支气管炎、肺炎;慢性锰中毒主要表现为神经行为功能障碍和精神失常[14]。所有样品的Ni 含量均超标,而过量Ni 对人体皮肤粘膜和呼吸道有刺激作用,可引起皮炎、肺炎,在肝肾中积蓄,可诱发鼻咽癌和肺癌[15]。另外,滑石粉、生煅龙骨中Cr 含量超标,过量Cr 全身吸收会导致肾脏和肝脏的衰竭[16]。然而,目前《中国药典》对于Mn、Ni、Cr的限量均没有明确规定,建议相关部门制定其限量标准,以保证用药安全性。

由于一些普通的轻元素(如Ca、Na、Fe、K、Mg、Se)在ICP-MS 中有严重的干扰,矿物类中药中Ca、Na、Fe、K、Mg 含量又比较高,容易对仪器造成损害,因此实验采取微波消解-ICP-AES 的方法对6 种常见矿物类中药的Ca、Na、Fe、K、Mg 进行了含量测定,将在其他文章中进行阐述。另外,由于ICP-MS对Hg 和As 的检出限较低、记忆效应大,在预实验中没有得到很好的检测结果,我们将进一步优化条件或考虑其他方法对这两种元素进行测定分析。

矿物类中药是中药重要组成部分,目前对其质量研究却相对滞后。矿物质中药均含有多种微量元素,微量元素在中药的药效及安全性方面起着重要作用,建议加大对矿物类中药的质量标准研究,特别是矿物类中药中微量元素种类与含量、微量元素与药效等相关研究,为矿物质中药质量标准的制定奠定基础。

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